Seosmetallit: kuvaus, luettelo ja sovellusominaisuudet

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Kehitys tunnistetaan parantamiseen. Teollisuuden ja kotitalouksien kapasiteettia parannetaan käyttämällä materiaaleja, joilla on progressiiviset ominaisuudet. Nämä ovat erityisesti seostettuja metalleja. Niiden monimuotoisuuden määrää seosalkuaineiden määrällisen ja laadullisen koostumuksen korjaaminen.

Luonnollinen seosteräs

Ensimmäinen sulatettu rauta, joka erosi ominaisuuksiltaan sukulaisistaan, oli luonnollisesti seostettua. Sulatettu esihistoriallinen meteoriittirauta sisälsi lisääntyneen määrän nikkeliä. Se löydettiin muinaisista egyptiläisistä hautauksista 4-5 tuhatta vuotta eKr. e., Qutab Minarin arkkitehtoninen monumentti Delhissä (5-luvulla) rakennettiin samasta. Japanilaiset damastimiekat valmistettiin molybdeenillä kyllästetystä raudasta, ja Damaskoksen teräs sisälsi nykyaikaiselle nopealle leikkaukselle ominaista volframia. Nämä olivat metalleja, joiden malmia louhittiin tietyistä paikoista.

Nykyaikaiset tuotantoseokset voivat sisältää luonnossa esiintyviä metallisia jaei-metallista alkuperää, jotka näkyvät niiden ominaisuuksissa.

Historiallinen polku

Seostuksen kehityksen perusta loi upokkaan teräksensulatusmenetelmän perustelut Euroopassa 1700-luvulla. Primitiivisemmässä versiossa upokkaita käytettiin muinaisina aikoina, mukaan lukien damaskin ja Damaskoksen teräksen sulattamiseen. 1700-luvun alussa tätä tekniikkaa parannettiin teollisessa mittakaavassa ja se mahdollisti lähdemateriaalin koostumuksen ja laadun säätämisen.

• Yhä useampien uusien kemiallisten alkuaineiden samanaikainen löytäminen työnsi tutkijat kokeellisiin sulatuskokeisiin.
• Kuparin negatiivinen vaikutus teräksen laatuun on todettu.
• 6 % rautaa sisältävää messinkiä löydetty.

Kokeet suoritettiin laadullisten ja kvantitatiivisten vaikutusten os alta volframin, mangaanin, titaanin, molybdeenin, koboltin, kromin, platinan, nikkelin, alumiinin ja muiden terässeoksessa.

Ensimmäinen mangaanilla seostetun teräksen teollinen tuotanto perustettiin 1800-luvun alussa. Sitä on kehitetty vuodesta 1856 osana Bessemerin sulatusprosessia.

Dopingin ominaisuudet

Nykyaikaiset mahdollisuudet mahdollistavat seostettujen metallien sulattamisen minkä tahansa koostumuksen mukaan. Kyseisen tekniikan perusperiaatteet:

1. Komponentit katsotaan seostetuiksi vain, jos ne on lisätty tarkoituksella ja kunkin pitoisuus ylittää 1%.
2. Rikkiä, vetyä ja fosforia pidetään epäpuhtauksina. ei-metallisenasulkeumat, booria, typpeä, piitä käytetään, harvoin - fosforia.
3. Bulkkiseostus on komponenttien lisäämistä sulaan aineeseen metallurgisen tuotannon puitteissa. Pinta on menetelmä pintakerroksen diffuusiokyllästämiseksi tarvittavilla kemiallisilla alkuaineilla korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta.
4. Prosessin aikana lisäaineet muuttavat "tytär"materiaalin kiderakennetta. Niillä voidaan luoda tunkeutumis- tai poissulkemisratkaisuja sekä ne voidaan sijoittaa metallisten ja ei-metallisten rakenteiden rajalle, jolloin muodostuu mekaaninen rakeiden seos. Alkuaineiden liukoisuusasteella toisiinsa on tässä suuri rooli.

Seoskomponentit

Yleisen luokituksen mukaan kaikki metallit jaetaan rautametalliin ja ei-rautametalliin. Musteihin kuuluvat rauta, kromi ja mangaani. Ei-rautametallit jaetaan kevyisiin (alumiini, magnesium, kalium), raskaisiin (nikkeli, sinkki, kupari), jaloisiin (platina, hopea, kulta), tulenkestävä (volframi, molybdeeni, vanadiini, titaani), kevyt, harvinainen maametalli ja radioaktiivinen.. Seosmetallit sisältävät laajan valikoiman kevyitä, raskaita, jalo- ja tulenkestäviä ei-rautametalleja sekä kaikkia rautapitoisia metalleja.

Näiden alkuaineiden suhteesta ja lejeeringin päämassasta riippuen jälkimmäiset jaetaan niukkaseosteiseen (3 %), keskiseosteiseen (3-10 %) ja runsasseosteiseen (yli 10 %). %).

Seosteräkset

Teknologisesti prosessi ei aiheuta vaikeuksia. Valikoima on erittäin laaja. Tärkeimmät tavoitteetteräkset ovat seuraavat:

• Lisää voimaa.
• Paranna lämpökäsittelytuloksia.
• Lisää korroosionkestävyyttä, lämmönkestävyyttä, lämmönkestävyyttä, lämmönkestävyyttä, kestävyyttä aggressiivisille työolosuhteille, käyttöikää.

Pääkomponentit ovat rautaseosmetallit ja tulenkestävät metallit, joihin kuuluvat Cr, Mn, W, V, Ti, Mo sekä ei-rautapitoiset Al, Ni, Cu.

Kromi ja nikkeli ovat pääkomponentit, jotka määrittelevät ruostumattoman teräksen (X18H9T) sekä lämmönkestävän teräksen, jonka käyttöolosuhteille ovat ominaisia korkeat lämpötilat ja iskukuormat (15X5). Jopa 1,5 % käytetään laakereissa ja kitkaosissa (15HF, SHKH15SG)

Mangaani on kulutusta kestävien terästen (110G13L) peruskomponentti. Pieninä määrinä se edistää hapettumista ja vähentää fosforin ja rikin pitoisuutta.

Pii ja vanadiini ovat alkuaineita, jotka lisäävät elastisuutta tietyssä määrin ja niistä valmistetaan jousia (55C2, 50HFA).

Alumiini soveltuu raudalle, jolla on korkea sähkövastus (X13Y4).

Huomattava volframipitoisuus on tyypillistä suuria nopeuksia kestäville työkaluteräksille (R9, R18K5F2). Tästä materiaalista valmistettu seosmetallipora on paljon tuottavampi ja kestävämpi laukaisua vastaan kuin sama työkalu, joka on valmistettu hiiliteräksestä.

Seosteräkset ovat tulleet jokapäiväiseen käyttöön. Samaan aikaan tunnetaan niin sanotut seokset, joilla on hämmästyttäviä ominaisuuksia ja jotka on saatu myös seostusmenetelmillä. Joten "puuteräs" sisältää 1% kromiaja 35 % nikkeliä, mikä määrää sen korkean lämmönjohtavuuden, joka on puulle ominaista. Timantti sisältää myös 1,5 % hiiltä, 0,5 % kromia ja 5 % volframia, mikä luonnehtii sitä erityisen kovaksi, timantin k altaiseksi.

Seosvalurauta

Valurauta eroaa teräksistä merkittävällä hiilipitoisuudella (2,14 - 6,67 %), korkealla kovuudella ja korroosionkestävyydellä, mutta alhaisella lujuudella. Merkittävien ominaisuuksien ja sovellusten valikoiman laajentamiseksi se on seostettu kromin, mangaanin, alumiinin, piin, nikkelin, kuparin, volframin, vanadiinin kanssa.

Tämän rauta-hiilimateriaalin erityisominaisuuksien vuoksi sen seostus on monimutkaisempi prosessi kuin teräksen. Jokainen komponenteista vaikuttaa hiilimuotojen muuttumiseen siinä. Joten mangaani myötävaikuttaa "oikean" grafiitin muodostumiseen, mikä lisää lujuutta. Muiden lisääminen johtaa hiilen siirtymiseen vapaaseen tilaan, valuraudan valkaisuun ja sen mekaanisten ominaisuuksien heikkenemiseen.

Teknologiaa vaikeuttaa alhainen sulamislämpötila (keskimäärin jopa 1000 ˚C), kun taas useimpien seosaineiden os alta se ylittää tämän tason merkittävästi.

Monimutkainen seostus on tehokkain valuraudoissa. Samanaikaisesti tulee ottaa huomioon tällaisten valukappaleiden lisääntynyt erottelun todennäköisyys, halkeiluriski ja valuvirheet. On järkevämpää suorittaa tekninen prosessi sähkömagneettisissa ja induktiouuneissa. Pakollinen peräkkäinen vaihe on korkealaatuinen lämpökäsittely.

Kromivaluraudoilla on korkea kulutuskestävyys, lujuus, lämmönkestävyys, ikääntymisen ja korroosionkestävyys (CH3, CH16). Niitä käytetään kemianteollisuudessa ja metallurgisten laitteiden tuotannossa.

Piihin seostetuille valuraudoille on tunnusomaista korkea korroosionkestävyys ja kestävyys aggressiivisia kemiallisia yhdisteitä vastaan, vaikka niillä onkin tyydyttävät mekaaniset ominaisuudet (ChS13, ChS17). Ne ovat osia kemiallisista laitteista, putkistoista ja pumppuista.

Lämmönkestävät valuraudat ovat esimerkki erittäin tuottavasta monimutkaisesta seostamisesta. Ne sisältävät rauta- ja seosmetalleja, kuten kromia, mangaania, nikkeliä. Niille on ominaista korkea korroosionkestävyys, kulutuskestävyys ja kestävyys suurille kuormituksille korkeissa lämpötiloissa - turbiinien, pumppujen, moottoreiden, kemianteollisuuden laitteiden osat (ChN15D3Sh, ChN19Kh3Sh).

Tärkeä komponentti on kupari, jota käytetään yhdessä muiden metallien kanssa samalla kun se parantaa lejeeringin valuominaisuuksia.

Seoskupari

Käytetään puhtaassa muodossa ja osana kupariseoksia, joita on laaja valikoima perus- ja seosalkuaineiden suhteesta riippuen: messinki, pronssi, kupronikkeli, nikkelihopea ja muut.

Puhdasta messinkiä - sinkin seos - ei seosteta. Jos se sisältää tietyn määrän seostavia ei-rautametalleja, sitä pidetään monikomponenttina. Pronssit ovat metalliseoksia, joissa on muita metallisia aineosia,voivat olla tinaa eivätkä sisällä tinaa, ovat kaikissa tapauksissa seostettuja. Niiden laatua parantaa Mn, Fe, Zn, Ni, Sn, Pb, Be, Al, P, Si.

Piipitoisuus kupariyhdisteissä lisää niiden korroosionkestävyyttä, lujuutta ja joustavuutta; tina ja lyijy - määrittää kitkanestoominaisuudet ja työstettävyyden positiiviset ominaisuudet; nikkeli ja mangaani - niin kutsuttujen muokattujen metalliseosten komponentit, joilla on myös positiivinen vaikutus korroosionkestävyyteen; rauta parantaa mekaanisia ominaisuuksia, kun taas sinkki parantaa teknisiä ominaisuuksia.

Käytetään sähkötekniikassa pääraaka-aineena erilaisten johtojen valmistuksessa, materiaalina kemiallisten laitteiden kriittisten osien valmistukseen, koneenrakennuksessa ja instrumentoinnissa, putkistoissa ja lämmönvaihtimissa.

Alumiiniseos

Käytetään taottuina tai valuseoksina. Siihen perustuvat seosmetallit ovat yhdisteitä kuparin, mangaanin tai magnesiumin kanssa (duralumiinit ja muut), jälkimmäiset ovat piin kanssa yhdisteitä, ns. silumiineja, kun taas niiden kaikki mahdolliset muunnelmat on seostettu Cr, Mg, Zn, Co, Cu, Si.

Kupari lisää sen sitkeyttä; pii - juoksevuus ja korkealaatuiset valuominaisuudet; kromi, mangaani, magnesium - parantavat lujuutta, työstettävyyden teknisiä ominaisuuksia paineen ja korroosionkestävyyden avulla. Myös B, Pb, Zr,Ti, Bi.

Rauta on ei-toivottu komponentti, mutta sitä käytetään pieninä määrinä alumiinifolion valmistuksessa. Silumiineja käytetään kriittisten osien ja koteloiden valuun koneenrakennuksessa. Duralumiinit ja alumiinipohjaiset meistoseokset ovat tärkeä raaka-aine runkoelementtien, mukaan lukien kantavien rakenteiden, valmistuksessa lentokoneteollisuudessa, laivanrakennuksessa ja koneenrakennuksessa.

Seostettuja metalleja käytetään kaikilla teollisuuden aloilla sellaisina, joiden mekaaniset ja tekniset ominaisuudet ovat parantuneet alkuperäiseen materiaaliin verrattuna. Seoselementtien valikoima ja nykyaikaisen teknologian ominaisuudet mahdollistavat erilaisia muunnoksia, jotka laajentavat tieteen ja tekniikan mahdollisuuksia.